時間:2023-09-12 17:03:41
序論:在您撰寫歐姆定律課堂小結時,參考他人的優秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發您的創作熱情,引導您走向新的創作高度。
1.地位和作用
《歐姆定律及其應用》這一節在學生學習了電流表、電壓表、滑動變阻器的使用方法及電流與電壓、電阻的關系之后才編排的。通過這一節的學習,要求學生初步掌握和運用歐姆定律解決實際電學問題的思路和方法,了解運用“控制變量法”研究物理問題的實驗方法,為進一步學習電學內容打下一定的基礎。
2.教學目標
(1)知識目標
理解掌握歐姆定律及其表達式,能用歐姆定律進行簡單計算;根據歐姆定律得出串并聯電路中電阻的關系;通過計算,學會解答電學計算題的一般方法,培養學生的邏輯思維能力。
(2)技能目標
學習用“控制變量法”研究問題的方法,培養學生運用歐姆定律解決問題的能力。
(3)情感目標
通過介紹歐姆的生平,培養學生嚴謹細致的科學態度和探索精神,學習科學家獻身科學、勇于探索真理的精神。通過歐姆定律的運用,幫助學生樹立物理知識普遍聯系的觀點以及科學知識在實際中的價值意識。
3.重點和難點
重點:理解歐姆定律的內容及其表達式和變換式的意義,并且能運用歐姆定律進行簡單的電學計算。
難點:運用歐姆定律探究串、并聯電路中電阻的關系。
二、說學生
1.學生學情分析
在學習這節之前學生已經了解了電流、電壓、電阻的概念,并且還初步學會了電壓表、電流表、滑動變阻器的使用,具備了學習歐姆定律基礎知識的基本技能。但對電流與電壓、電阻之間的聯系的認識是膚淺的、不完整的,沒有上升到理性認識,需要具體的形象來支持。所以在本節學習中應結合實驗法和定量、定性分析法。
2.知識基礎
要想學好本節,需要學生應具備的知識有:電流、電壓、電阻的概念,電流表、電壓表、滑動變阻器使用方法,電流與電壓、電阻的關系。
三、說教法
結合學生情況和本節特點本人采取以下幾個教法:采用歸納總結法、采用控制變量法、采用定性分析法和定量分析法。
四、說教學過程
1.課題導入(采用復習設置疑問的方式,時間3分鐘)
復習:電流是如何形成的?導體的電阻對電流有什么作用?
設疑思考:電壓、電阻和電流這三個量之間有什么樣的關系呢?通過簡單的回顧、分析,使學生很快回憶起這三個量的有關概念,通過猜想使學生對這三個量的關系研究產生了興趣,達到引入新課的目的。
2.展開探究活動,自主總結結論(時間37分鐘)
根據上節探究數據的基礎,讓學生自主總結出兩個結論:導體的電阻一定時,通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比;導體兩端的電壓一定時,通過導體的電流與導體的電阻成反比。
為了進一步得出歐姆定律的內容,可采用以下幾點做法:各小組在教師指導下,對實驗數據進行數學處理,理解數學上“成正比關系”“成反比關系”的意思,從而引入歐姆定律的內容;讓學生思考用一個什么樣的式子可以將這兩個結論所包含的意思表示出來,從而引入歐姆定律的表達式。
3.說明事項
在歐姆定律中有兩處用到“這段導體”,其意思是電流、電壓、電阻應就同一導體而言,即同一性和同時性。
向學生介紹歐姆的生平,以達成教學目標中的情感目標。學習科學家獻身科學、勇于探索真理的精神,激發學生的學習積極性。
歐姆定律應用之一:通過課本第26頁例題和第29頁習題2和習題3,讓學生自己先試做,然后教師再加以點評和補充,使學生理解掌握歐姆定律表達式及變形式的應用,達成教學目標的知識目標,充分體現了課堂上學生的自主地位。
應用歐姆定律解題時應注意以下幾點問題:
(1)同一性
即公式中的U、I,必須針對同一段導體而言,不許張冠李戴。
(2)統一性
即公式中的U、I、R的單位要求統一(都用國際主單位)。
(3)同時性
即公式中的U、I,必須是同一時刻的數值。
(4)規范性
解題時一定要注意解題的規范性(即按照已知、求、解、答四個步驟解題)。
歐姆定律應用之二:探究串并聯電路中電阻的關系。
(1)實驗分析
在演示實驗之前,要鼓勵學生進行各種大膽的猜想,當學生的猜想與實驗結果相同時,他會在實驗中體驗到快樂與興奮,有利于激發學生的學習興趣。
①演示實驗
將兩個電阻串聯起來,讓學生觀察燈泡的亮度情況(變暗了),并說出原因(電路中的電流變小了,說明總電阻變大了)。
得出結論:串聯電阻的總電阻比任何一個分電阻的阻值都大。
②演示實驗
將兩個電阻并聯起來,同樣讓學生觀察燈泡的亮度情況(變亮了),并說出原因(路中的電流變大了,說明總電阻變小了)。
得出結論:并聯電阻的總電阻比任何一個分電阻的阻值都小。
(2)定性分析
(提出問題)為什么串聯后總電阻會變大?并聯后總電阻會變?。?/p>
得出結論:電阻串聯相當于導體的長度變長了,所以串聯電阻的個數越多總電阻就越大;電阻并聯相當于導體的橫截面積變粗了,所以并聯電阻的個數越多總電阻就越小。
(3)定量分析
利用歐姆定律公式以及前面學過的串并聯電路中電流和電壓的特點推導串并聯電路中總電阻的關系得出結論:(1)電阻串聯后的總電阻R串=R1+R2+…+Rn;(2)電阻并聯后的總電阻=+…+。
4.小結(4分鐘)
(1)理解掌握歐姆定律的內容及其表達式
(2)運用歐姆定律解決有關電學的計算題以及探究串、并聯電路中電阻的關系
5.布置作業(1分鐘)
本節作業的布置主要是針對歐姆定律表達式及其變形公式的運用,并結合前面學習過的串并聯電路中電流、電壓的特點的一些常見題型加以知識的鞏固。
作業:《課堂點睛》17頁至18頁的習題。
五、說板書設計
歐姆定律的內容:導體中的電流,跟導體兩端的電壓成正比,跟導體的電阻成反比。
歐姆定律的表達式:I
電阻的串聯:R串=R1+R2+…+Rn
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關鍵詞:歐姆定律;教學設計;傳感器;DIS 線性元件;非線性元件;伏安特性;屏幕廣播
中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A 文章編號:1003-6148(2015)6-0073-6
1 教學內容分析
(1)教材分析:“人教版”高中物理(選修3-1)第二章《恒定電流》中的第3節《歐姆定律》,教材首先回顧了初中學過的電阻的定義式及歐姆定律,然后重點闡述了導體的伏安特性,并分別描繪了小燈泡、半導體二極管的伏安特性曲線,對比了它們的導電性能。
(2)《課程標準》要求:①觀察并嘗試識別常見的電路元器件,初步了解它們在電路中的作用;②分別描繪電爐絲、小燈泡、半導體二極管的I-U特性曲線,對比它們導電性能的特點。
2 教學對象分析
(1)學生在初中已經學習過的電阻的測量、電壓的調節等電路的相關基礎知識,為本節實驗方案設計打下了基礎;
(2)初中已經學習過的歐姆定律基礎知識,為歐姆定律的深化理解起了鋪墊作用;
(3)學生具備了一定的探究能力、邏輯思維能力和歸納演繹能力。
3 教學目標
3.1 知識與技能
(1)了解線性元件及其特點;
(2)理解歐姆定律及其適用條件;
(3)了解非線性元件及其特點。
3.2 過程與方法
(1)通過親歷“導體伏安特性曲線”描繪的全過程,進一步熟知科學探究的各環節;
(2)通過描繪導體伏安特性曲線,體會圖線法在物理學中的作用;
(3)初步掌握傳感器、DIS(數字化信息系統)的操作和使用方法。
3.3 情感態度與價值觀
(1)通過使用傳感器和DIS(數字化信息系統),增強數字化、信息化科學意識;
(2)通過與同學的討論、交流、合作,提高學生主動與他人合作的意識;
(3)通過多媒體教學網絡廣播系統共享實驗結果,享受分享和成功帶來的喜悅、提高學生合作共享意識。
4 教學重點
(1)線性元件與歐姆定律
(2)線性伏安特性曲線的理解與應用
5 教學難點
(1)實驗方案的設計與電路連接、DIS(數字化信息系統)的使用;
(2)非線性伏安特性曲線的理解與應用。
6 教學策略設計
6.1 《課程標準》要求
(1)觀察并嘗試識別常見的電路元器件,初步了解它們在電路中的作用;
(2)分別描繪電爐絲、小燈泡、半導體二極管的I-U特性曲線,對比它們導電性能的特點。
這是采用傳統的教學手段一課時不可能實現的教學目標!而采用傳感器和DIS(數字化信息系統)獲取導體的伏安特性曲線,利用現代化信息技術,不僅大大提高了課堂教學效率,而且增強了學生數字化、信息化科學意識。
6.2 本節課設計了四個探究環節
(1)探究環節一:描繪金屬導體(合金絲繞成的5 Ω、10 Ω電阻)伏安特性曲線
該環節包括實驗設計、電路連接、數據收集、數據的圖線法處理,得出金屬導體的伏安特性曲線是“過原點的直線”的實驗結論。其中,包含了科學探究的“提出問題、設計實驗、數據收集、分析論證、結論評估”諸多環節,使學生進一步熟知科學探究的各環節。
(2)探究環節二:線性元件與歐姆定律
(3)探究環節三:描繪小燈泡(二極管)的伏安特性曲線
(4)探究環節四:非線性元件與非線性伏安特性曲線的理解與應用
其中,環節一、三均采用兩組差異化的實驗器材――合金絲繞成的5 Ω與10 Ω電阻,小燈泡與二極管。這樣設計,既提高了實驗效率,又使實驗具有了普遍性。而通過尋找兩組不同曲線的異同,又能自然總結出線性元件、非線性元件的概念和特點。
6.3 本節課采用小組合作形式
使學生通過與同學的討論、交流、合作,提高學生主動與他人合作的意識;通過多媒體教學網絡廣播系統共享實驗結果,享受分享和成功帶來的喜悅,提高學生合作共享意識。
7 教學設備
25組描繪導體伏安特性曲線器材、“友高”數字化實驗系統、多媒體教學網絡廣播系統、多媒體課件展示、實物投影儀、半波全波整流、濾波線路板。
8 教學過程
引入新課
【教師】
實物投影:整流、濾波線路板,介紹元件、功能。
引入課題:該線路板為何能實現如此神奇的功能呢?那就要求設計者對各元件的性能非常了解,而導體的伏安特性就是其中一項重要的性能。
【學生】
觀察、思索、好奇、興奮。
【設計說明】
激發學生研究導體伏安特性的興趣。
新課教學
探究環節一:描繪金屬導體伏安特性曲線
(一)提出問題
【教師】
(1)今天我們就首先探究金屬導體(合金絲繞成的5 Ω、10 Ω電阻)的伏安特性。
(2)劃分四個研究小組,每組六臺電腦。
【學生】
熟悉小組成員,選出小組長。
【設計說明】
小組合作。
(二)設計實驗
(1)方案設計
【教師】
導體的伏安特性曲線――用橫軸表示電壓U,縱軸表示電流I,畫出的I-U圖線叫做導體的伏安特性曲線。
注意解決三個問題:
①如何測量導體的電流、電壓?
②如何改變導體的電流、電壓?
③怎樣描繪導體的伏安特性曲線?
【學生】
分組討論:
①達到實驗目的所需的實驗器材;
②畫出實驗電路圖、概述實驗方案。
【設計說明】
①提高學生的實驗設計能力;
②利用學生在初中已經學習過的電阻的測量、電壓的調節等電路的相關基礎知識。
(2)方案論證
【學生】
小組長說明實驗器材。
【教師】
展示實驗器材實物圖(圖1)。
【學生】
小組長投影實驗電路、簡述實驗方案。
【教師】
展示實驗電路(圖2)。
(3)方案改進
【教師】
在數字化時代,我們利用電壓傳感器、電流傳感器替代電壓表、電流表,利用“友高”數字化實驗系統替代手工記錄和坐標紙來完成此實驗探究(圖3)。
【學生】
閱讀《描繪導體伏安特性曲線》操作指南。
【設計說明】
采用傳感器和DIS,提高效率,完成傳統實驗器材不可能完成的任務。
(三)數據收集
(1)分組實驗
【學生】
分組實驗:1、2組10 Ω電阻;3、4組5 Ω電阻,同組成員相互協作。
【教師】
①指導學生打開軟件、實驗模板、傳感器調零,按操作指南要求收集數據、保存實驗,暫不關閉等待分享實驗數據(圖4)。
②巡回指導。
④利用多媒體網絡廣播系統了解各組實驗進度情況。
(2)成果分享
【教師】
通過廣播系統向全體同學展示4個小組的實驗結果。
【學生】
觀察、對比。
【設計說明】
采用兩組差異化的實驗器材,既提高了實驗效率,又使實驗具有了普遍性。而通過尋找兩組不同圖線的異同,又能自然總結出線性元件的概念。
(四)結論評估
【教師】
請分析兩圖線的異同。
【學生】
(1)兩圖線均為過原點的直線――線性元件。
(2)兩圖線的斜率不同――電阻值不相等。
探究環節二:線性元件與歐姆定律
(一)線性元件
【教師】
(1)金屬導體的伏安特性曲線是通過坐標原點的直線,具有這種伏安特性的元件稱為線性元件。
那么,線性元件有什么特點呢?
【學生】
觀察、思考后回答。
(2)通過同一線性元件的電流強度與加在導體兩端的電壓成正比。
【教師】
展示兩個電阻的伏安特性曲線(圖5)。
【學生】
觀察、思考后回答。
(3)電壓一定時,通過導體的電流強度與導體本身的電阻成反比。
【教師】
線性元件這兩大特點你聯想到哪條規律?
【學生】
齊答:歐姆定律。
【設計說明】
線性元件與歐姆定律兩知識點自然銜接。
(二)歐姆定律
【教師】
內容:通過導體的電流強度跟加在導體兩端的電壓成正比,跟導體本身的電阻成反比。
適用范圍線性元件金屬導體電解液純電阻電路
【學生】
回顧、歸納。
【教師】
情感教育:介紹歐姆及其實驗裝置(圖6),闡述原創性實驗的開拓性及對科學發展的重大影響!
【學生】
好奇、興奮。
探究環節三:描繪二極管小燈泡伏安特性曲線
(一)提出問題
【教師】
下面我們分四小組、兩大組分別描繪二極管和小燈泡的伏安特性曲線。
【學生】
更換器材、連接電路(圖7)。
(二)數據收集
(1)分組實驗
【學生】
分組實驗:1、2組二極管;3、4組小燈泡,同組成員相互協作。
【教師】
①指導學生打開軟件、實驗模板、傳感器調零,按操作指南要求收集數據、保存實驗,暫不關閉等待分享實驗數據。
②巡回指導。
③利用多媒體網絡廣播系統了解各組實驗進度情況。
(2)成果分享
【教師】
通過廣播系統向全體同學展示4個小組實驗結果。
【學生】
觀察、對比。
【設計說明】
采用兩組差異化的實驗器材,提高了實驗效率,而通過尋找兩組不同圖線的異同,又能自然總結出非線性元件的概念。
(三)結論評估
【教師】
請分析兩圖線的異同(圖8)。
【學生】
(1)兩圖線均為曲線――二極管為非線性元件。
(2)兩圖線的彎曲方向不同――二極管的電阻隨電壓升高而減小;鎢絲的電阻隨電壓升高而增大。
(四)知識點辨析
【教師】
鎢絲(小燈泡燈絲)屬于金屬導體,但其伏安特性曲線為何呈現曲線?(圖9)
【學生】
因為燈絲溫度變化范圍過大。
【教師】
動畫:手工繪制鎢絲伏安特性曲線。
可以看出:曲線起始端溫度變化很小,呈現線性。
探究環節四:非線性元件
(一)非線性元件的概念
【教師】
(1)氣態導體和二極管的伏安特性曲線不是直線,這種元件稱為非線性元件。
(2)對非線性元件,歐姆定律不適用。
(3)非線性元件的電阻除了由材料本身決定外,還與加在其兩端的電壓有關。
【學生】
觀察、思考。
【設計說明】
實驗與知識點自然銜接。
(二)非線性伏安曲線的理解與應用
(1)跟蹤練習――非線性伏安曲線的理解
【教師】
①小燈泡通電后其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖10所示,P為圖線上一點,PN為圖線在P點的切線,PQ為U軸的垂線,PM為I軸的垂線,則下列說法中正確的是( )
(2)拓展練習――非線性伏安曲線的應用
【教師】
②一小燈泡的伏安特性曲線如圖11所示,將該燈泡與一個R=6 Ω的定值電阻串聯,接入輸出電壓U=3 V的恒壓電源,如圖12所示,試求通過小燈泡的電流強度。
【學生】
解析:在小燈泡的伏安特性曲線中做出U=3-6I 的圖線(圖13)。
從兩圖線的交點求出通過小燈泡的電流強度為I = 0.22 A。
【設計說明】
拓展學生解題思路,增強學生圖線法解決問題的意識!
課堂小結
【教師】
引導學生回顧、歸納總結。
知識小結:線性元件、歐姆定律、非線性元件。
方法小結:實驗探究、圖線法、數字化。
【設計說明】
比知識更重要的是方法!
作業布置
【教師】
(1)課本P48頁2、3、4題。
(2)請你設計一套描繪二極管完整伏安特性曲線(含正、反向電壓)的方案。
(3)網上查閱歐姆定律的發現歷程。
【設計說明】
三道作業分別對應“知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀”三維目標。
參考文獻:
[1]張金權.DIS數字實驗系統與物理探究教學整合的策略[J].物理教學探討,2013,(11):56.
(一)知識與技能:掌握動態電路分析的方法。
(二) 過程與方法:學會從局部到整體再到局部的分析方法。
(三)情感態度與價值觀:通過本節學習認識事物整體與局部相關的哲學觀點。
教學重點:
動態電路分析的兩種常見方法。
教學難點:
利用全電路歐姆定律分析電路的方法。教學方法:
講解法、分析法、討論法
學法指導:
注重例題解題思路,學會自己分析問題。
新課引入:
通過看視頻,提出計算機控制,而計算機由電路組成,電路的分析非常重要。
教學過程:
一、復習回顧:全電路歐姆定律
電源電動勢與內壓以及外亞的關系E=U外+U內
二、利用以前的知識試分析:
如圖所示,電源電動勢為E,內阻為r.當滑動變阻器R′的滑動片向右滑動時,R1兩端的電壓怎么變
三、討論總結:
由上題的分析過程總結出動態電路分析的一般過程即:
(1)確定電路的外電阻R外總如何變化;
(2)根據閉合電路歐姆定律確定電路的總電流如何變化;
(3)由U內=I總r確定電源內電壓如何變化;
(4)由U外=E-U內確定電源的外電壓 ( 路端電壓 )如何變化;
(5)由部分電路歐姆定律確定干路上某定值電阻兩端的電壓如何變化;
(6)確定支路兩端電壓如何變化以及通過各支路的電流如何變化(可利用串聯電路的電壓關系、并聯電路的電流關系)。
四、利用總結的方法練習
下圖電路中, 設R1增大,各電阻中的電流和兩端電壓如何變化?
五、總結動態電路分析的另一種方法——串反并同
“串反”:是指某一電阻增大時,與它串聯或間接串聯的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小;某一電阻減小時,與它串聯或間接串聯的電阻中的電流、兩端電壓、電功率將增大。
“并同”:是指某一電阻增大時,與它并聯或間接并聯的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大;某一電阻減小時,與它并聯或間接并聯的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小。
六、課堂練習:
1.如圖所示,A燈與B燈電阻相同,當變阻器滑動片向上滑動時,對兩燈明暗變化判斷正確的是 ( )
A.A、B燈都變亮B.A、B燈都變暗
C.A燈變亮,B燈變暗D.A燈變暗,B燈變亮
2.電動勢為E、內阻為r的電源與定值電阻R1、R2及滑動變阻器R連接成如圖所示的電路,當滑動變阻器的觸頭由中點滑向b端時, 下列說法正確的是( )
A.電壓表和電流表讀數都增大
B.電壓表和電流表讀數都減小
C.電壓表讀數增大,電流表讀數減小
D.電壓表讀數減小,電流表讀數增大
3.如圖所示的電路中,電源的電動勢E和內阻r恒定不變,滑片P在變阻器的中點位置時,電燈L正常發光,現將滑片P移到最右端,則 ( )
A.電壓表的示數變大B.電流表的示數變大
C.電燈L消耗的功率變小D.電阻R1消耗的功率變小七、小結:
電路的動態分析有兩中方法:
1.根據全電路歐姆定律“部分整體部分”來分析。
在“閉合電路歐姆定律”一節教學的導課中,我憑借上節課學習的電源及其特性等知識,運用演示實驗,并在演示實驗的前后以及過程中揭示矛盾、提出疑問,以激發學生思維的積極性,誘發學生的創造性思維。
1.如何方便地測定電源的電動勢?
演示:用伏特表按圖(1)電路直接測電源的電動勢,測得伏特表示數為2.9伏。
2.若電路中加接電阻R,閉合開關S,觀察此時伏特表的讀數。
演示:按圖(2)電路,測得伏特表的示數為2.1伏。
此時教師及時把握實驗造成的認識沖突進行設問:此時電源電動勢變化了嗎?為何第二次伏特表示數變小了呢?你能知道此時電源的內電壓是多大嗎?
通過上述的問題情境,使學生的思維進入專注的學習狀態,隨之,通過學生的思維,有利于理解E=U外+U內的關系式以及伏特表測量的物理意義,為閉合電路歐姆定律的教學埋下了伏筆。
3.若上述電路中再串聯一個安培表(圖3),當電阻R發生變化時,伏特表和安培表的示數將如何變化?
先讓學生進行猜想,后演示,并運用歐姆定律I=U/R進行分析。猜想與實驗結論形成了矛盾,使學生的認知再次發生了沖突。接著,在教師的引導下,讓學生在矛盾的思索中,以直觀的形象進入理性的頓悟,從而得出某部分電路R的變化對電路的影響,只用某部分電路的歐姆定律來分析已不適用,因而必須對整個電路進行認識把握。教師由此把握契機,導出本堂課的研究課題。
接著,我通過設計以下教學程序,讓學生主動參與探索規律的活動,使之身臨其境,再現了當年科學家研究的思維方法和發現的過程。
1.鼓勵學生進行大膽猜想。
設問:閉合電路中的電流強度可能與哪些因素有關?
教師可啟發學生在歐姆定律中決定電流強度I的有關要素,從而通過思維方法的遷移、猜想得到:I與R、與E、與r、等因素有關。
2.引導學生設計實驗驗證上述猜想。
設問:你能用什么方法驗證上述猜想呢?(教師提示:物理學中最有說服力的武器――科學實驗。)
設問:那么多變量之間的關系又如何處理?(教師啟發學生:探索牛頓第二定律時對那么多變量問題的處理――控制變量的方法。)
3.實驗的具體設計及演示驗證。
通過逐個控制變量的方法,討論、設計并演示如下實驗:
(1)用手搖直流發電機M作電源(圖4)。通過改變轉速來改變電動勢的大小。(當R、r一定時,I與E關系?)
(2)選用可調電源(圖5),改變外電阻R,觀察安培表示數變化。(當E、r一定時,I與R的關系?)
(3)選用可調電源(圖6),改變電源內阻,觀察安培表示數變化。(當E、R一定時,I與r的關系?)
通過上述教學程序,學生的思維實現了從猜想到實驗性驗證的探索過程。
4.引導學生根據已有知識進行科學推理,使之由定性升華到定量。
設問:由E=U外+U內能得出I與上述各量的定量關系嗎?
對于外電路U外=IR,那么內電路U內=Ir亦成立嗎?
再次引導學生運用實驗手段驗證。如圖(6)所示,用探針接伏特表,可測得內電壓,安培表可測得內電路的電流。通過改變R,測得伏特表和安培表的示數如下:
分析上表所得的數據,觀察得到U內/I=定值,得出歐姆定律也同樣適用于內電路,即U內=Ir。由此,學生可推導出:E=IR+Ir。討論I的決定因素,將公式變換得I=E/(R+r),即閉合電路歐姆定律的數學表達式。
對閉合電路歐姆定律進行剖析、運用時,好讓學生思考、觀察、分析、討論,增強課堂思維量,加深對規律的進一步理解,我通過設計以下問題的思維階梯來拓展思維層次:
設問:1.請大家運用此規律解釋前面導課中、的示數如何變化?
2.當外電路處于斷路狀態時,=E,為什么?
3.若電源兩端連接一根導線(即電路處于短路狀態),I=?短路狀態有何危害?(學生思考后,教師演示短路狀態時保險絲熔斷實驗。)
4.請大家根據U=E-I r關系式,畫出U-I函數圖線,并說明物理意義。
5.先通過實驗演示,然后提出問題。
如圖(7)電路,已知電阻R1=5Ω,當S閉合時,讀出的讀數(I1=0.35A),據此數據能否求電源的E和r?
(2)如何想法求得?(提示:若再給一只R2 =10Ω的電阻,行嗎?)演示實驗并測得的示數(I2 =0.22A),請學生列式求得(E=3V,r=3.5Ω)。
然后小結,此題告訴了我們一種測量E、r的重要方法,即課本中例題解決的問題,并進一步設問(留給學生課外思考):
①若把改成一只,如何設計實驗測量E、r?
②若只給一只和一只及一只可變電阻,又如何設計實驗測量E、r?
6.先給實物電路,讓學生運用規律計算求解,后讓學生觀察實驗,在發生認知沖突中,使學生自悟自解,深化思維層次。
(1)圖(8)電路中,若把電阻R換成一只內阻為1.5Ω的電動機,當閉合開關S,的示數多大?(請學生求解。)
(2)演示實驗:閉合S,讓學生觀察電動機轉動以及電動機不轉動,兩種情況下的示數。
新課程實施以來,湖北省宜昌市物理教師在市教科院熊春玲老師的主持下,吸取目標評價教學、建構主義學習、探究式教學、活動單導學等教學經驗,總結出“目標導學、學法導引、自主評價”的物理課堂教學模式,由于這個教學模式的推行和實施,老師們的課堂教學結構日趨成熟穩定.
為了把課程改革引向深入,探索更為科學有效的教學方法,筆者所在的長陽縣,廣大物理教師在實施市教科院教學模式的過程中,在縣研訓中心劉開雙老師的帶領下,結合我縣的實際,經過創新發展,總結探索出“三環六步導學”教學模式.并堅持在課堂教學中推行教學模式.經教學實踐證明,該模式簡潔易行,能有效促進學生學會學習,有利于提高教學效率.
2教學模式的解讀
“三環六步導學”教學模式的基本構想是,一節課由不同類型和形式的學習活動單元及過程組成,讓學生在目標和學習方法的引導下,自主合作學習,探究、體驗、領悟學習內容,展示、交流學習結果,教師通過講授、指導、評價等方式引導學生學習.
2.1“三環六步”教學模式的框架
[TP1CW36.TIF,BP#]
該模式體現創設情境、目標(或問題)引導、任務驅動、學生自學、活動探究、交流討論、自主評價、師生互動、應用反饋等多種學習方式綜合運用的一種教學模式(圖1).
2.2“三環”的涵義
“三環”是指 “目標導引、活動探究、評價應用 ” 三個環節.教學過程運用三個環節交替遞進,有效解決教學過程中目標不明、方法不清、評價滯后的問題.這三個環節的構想在筆者所在區域得以廣泛實踐.
2.2.1目標導引
我們到超市購物,如果沒有明確的目標,就會漫無目的地閑逛,如果有目標,購物效率會大大提高.學習活動也是如此,若是學生對學習目標是模糊的,學習效果就會打折扣.所以學習目標不單是教學設計的一個要素,不僅是教師要明白,也應該讓學生明白,讓學習活動有的放矢.一個好的學習目標的要[LL]素應該是:學習內容+學習方法+預期達到的學習水平和要求.這樣的學習目標不僅讓學生明確了學什么,而且讓學生明確怎么學,知道可以通過哪種學習方式達到目標,就能引導學生自主開展學習活動,也能引導學生自主開展評價活動.
2.2.2活動探究
活動探究是在學習目標的導引下進行的一系列學習活動和方法的總稱.通過問題引導、學法指導,一步i引導學生按具體的學習方式進行自主學習,進而達成學習目標,提高學習效率,同時培養學生的學習能力,促進學生學會學習.對于每一個學習活動,教學內容、方式是具體的,需要到達的水平和要求是明確的,這樣學生就可以在目標和學習方法的引導下,自主合作學習,探究、體驗、領悟學習內容.
2.2.3評價應用
在教學過程中,每個學習活動結束時,都安排相應的學生自主評價,及時檢查評價學習效果.在一節新課結束后,也要安排課堂小結、當堂演練、拓展延伸,對學生進行形成性評價,檢驗學生對所學知識應用情況.通過及時評價、形成性評價使自主評價緊隨教學活動的展開而展開,貫穿于教學活動的始終,通過評價促進學生的發展.
2.3“六步”的涵義
“六步”是指對于某一課時或某個學習活動采取的六個基本步驟,即“情景問題探究評價應用反饋”.“六i”是基于“以學定教”提出的一種范式,對于某個教學內容,并非要面面俱到,可以是全部,也可以側重其中的部分步驟.
2.3.1情境
新課程強調學習情境的創設.情境創設的途徑很多,如利用實驗創設,聯系社會生活現象和素材創設,利用新舊知識的聯系創設,通過實踐體驗創設,利用現代信息技術創設等.情境創設的作用是巨大的,能引發認知沖突,激發興趣,喚起主動學習的欲望,矯正前概念的偏差,做好思維鋪墊,活躍課堂氛圍.情境可以在引入課題時創設,也可以在每個學習活動單元過程中進行創設.
2.3.2問題
探究始于問題,沒有問題就沒有探究.針對學習目標而設計的一個個學習活動單元,是圍繞問題展開的,為解決這些問題,根據問題的特征而預設了多樣化的學習方法,讓學生在解決問題的過程中學習.對有的問題,可采取自主學習解決;有的問題,可采取小組合作學習解決;有的問題,可采用實驗法;還有的問題,需要進一步猜想與假設,設計實驗,進行實驗探究;
對教學過程中生成的問題,還要突破預設的束縛,靈活加以處理.總之,問題的設計是關鍵,問題設計得合理,解決問題的方法科學,就會有效驅動學生的整個學習過程,取得良好的學習效果.
2.3.3探究
新課程提倡探究式教學.廣義地講,學生或通過自己的活動,或在老師的引導下,通過各種方式的主動學習,從未知到已知的過程,都是探究過程.所以,如上所述,針對具體問題而采取的自學指導、合作探究、理論推理、實驗探究,以及精講點撥、師生對話、演示操作、小組討論、體驗、展示等學習活動,都是為了讓學生建構形成自己理解的知識和方法而采取的探究活動,這是教學過程的重頭戲.
2.3.4評價
新課倡導“立足過程,促進發展”的學生學習評價,促進學生全面富有個性的發展,促進教師反思和改進教學.這里的評價可以是對學生學習過程的及時評價,對自學效果的檢查,也可以是對整堂課的學習情況的檢測,還包括老師對學生的課堂表現進行的口頭點評、學生互評和學生對課堂收獲的自我總結.通過評價幫助學生認識自我,發展自我.同時,通過學生之間開展自主評價活動,從而使學生學會評價.
2.3.5應用
在學習過程中,應用指在一定情境下展示和表達學生所理解的知識,這個步驟貫穿于課堂提問、課堂練習、課外實踐和測驗考試之中,所以在上述“三環”的基礎上,還應注重當堂演練、拓展延伸等環節,既加強對知識的理解,也可初步檢驗學習目標的達成情況.
2.3.6反饋
反饋指教師利用課堂觀察、自主評價、當堂演練、拓展訓練和形成評價等環節,與學習目標中的水平和要求對照,提供反饋信息,發現學生理解概念和規律 上的差異,采取措施,修正教學素材或過程,修正偏差,進而進行釋疑解難、變式訓練,使盡可能多的學生達成學習目標.
綜上所述,“三環六步學導”教學模式以學習活動為中心,通過學生的自主、探究、合作學習,實現“以學定教、以教導學”的目的,不僅學會知識、技能和方法,而且學會學習,充分體現了“雙主”――教師的主導性和學生的主體性,使主導性和主體性和諧統一,發揮最大效益.能將課堂真正還給學生,使學生學會學習,學會評價,從而提高學生的學習能力和評價能力.
3“三環六步導學”教學模式課例
本文以人教版第十七章第二節《歐姆定律》為例,依據“三環六步導學”教學模式,具體地介紹.
3.1目標導引
(1)通過看書、討論,理解歐姆定律的內容、公式、單位及適用的條件.
(2)通過閱讀例題、老師講授、同步練習,學會運用歐姆定律進行簡單的計算及一般方法.
3.2活動探究
情景上節課,學生已經學習了電流跟電壓和電阻的關系,請同學們回顧一下并表述出來.
活動1:閱讀課本78頁,然后回答下面的問題.
活動2:討論電流、電壓、電阻之間的因果關系.
活動3:閱讀課本78、79頁的例題1和例題2,思考用公式進行計算的一般步驟和規范要求.
[BP(]活動4:例題講析
例3在如圖所示的電路中,調節滑動變阻器 R′,使燈泡正常發光,用電流表測得通過它的電流值是0.6 A.已知該燈泡正常發光時的電阻是20 Ω,求燈泡兩端的電壓.[BP)]
活動4:例題講析,點撥電阻與電壓、電流無關,歐姆定律的[HJ1.45mm]另一個適用條件是同一時刻(同一狀態).
例1加在某一電阻器兩端的電壓為5 V時,通過它的電流是0.5 A,則該電阻器的電阻應是多大?如果兩端的電壓增加[JP3]到20 V,此時這個電阻器的電阻值是多大?通過它的電流是多大?
3.3評價應用
3.3.1自主評價
評價1:請你口頭表達歐姆定律的內容.
評價2:請你說出歐姆定律的數學表達式.
評價3:公式中各物理量的單位是什么?(提示區分物理量的符號和單位符號)
評價4:歐姆定律的適用條件是什么?
評價5:下列關于歐姆定律說法中正確的是
A.導體中的電流與導體兩端的電壓成正比
B.導體中的電流與導體的電阻成反比
C.電壓一定時,導體的電阻與導體中的電流成反比
D.電阻是導體本身的一種性質,與電流、電壓無關
評價6:歸納用歐姆定律公式進行計算的一般步驟.
3.3.2當堂演練
(1)關于電流跟電壓和電阻的關系,下列說法正確的是
A.導體的電阻越大,通過導體的電流越小
B.導體的電阻越大,通過導體的電流越大
C.導體兩端的電壓越大,導體的電阻越大,通過導體的電流也越大
D.在導體兩端的電壓一定的情況下,導體的電阻越小,通過導體的電流越大
(2)一條鎳鉻合金線的兩端加上4 V電壓時,通過的電流是0.2 A,則它的電阻是[CD#3]Ω.若合金線的兩端電壓增至16 V時,它的電阻是[CD#3]Ω,這時若要用電流表測量它的電流,應選用量程為[CD#3]A的電流表.
(3)關于歐姆定律,下列敘述中不正確的是
A.在相同電壓下,導體的電流和電阻成反比
B.對同一個導體,導體中的電流和電壓成正比
C.因為電阻是導體本身的性質,所以電流只與導體兩端的電壓成正比
D.導體中的電流與導體兩端的電壓有關,也與導體的電阻有關
[TP1CW37.TIF,Y#]
(4)在探究電阻兩端的電壓跟通過電阻的電流的關系時,小東選用了甲、乙兩個定值電阻R甲、R乙分別做實驗,他根據實驗數據畫出了如圖2所示的圖像,請根據圖像比較電阻R甲與R乙的大小,R甲[CD#3]R乙.(選填“大于”、“等于”或“小于”)
3.3.3拓展延伸
我國刑法規定,從2011年5月1日起,駕駛員醉酒后駕車要負刑事責任.目前大多數國家都采用呼氣式酒精測試儀,對駕駛員進行現場檢測.
一、教學目標
1、知識與技能
(1)能說出歐姆定律的內容、公式及其涉及的單位;
(2)理解歐姆定律,能進行歐姆定律公式的變形,理解應用公式時要注意“同體性”和“同時性”,會在新的問題情境中,應用歐姆定律進行解釋、推斷和計算。
2、過程與方法
(1)經歷探究通過導體的電流與電壓、電阻的關系的實驗研究過程,從而能較熟練地運用圖像處理實驗數據,了解電流與電壓、電阻間的正比、反比關系。
(2)初步學會在實驗探究的基礎上交流討論,互相合作。
(3)學習用數學公式來表達物理規律的方法,體會這樣做的優勢。
3、情感態度與價值觀:
結合歐姆當年研究電流、電壓和電阻三者關系的簡史,培養學生刻苦鉆研、大膽探索的科學精神,同時讓學生在自我實現中增強成功體會。
二、教學重點:
歐姆定律所揭示的物理意義及其數學表達式;
三、教學難點:
歐姆定律的實驗設計及學生對實驗數據的分析、歸納以及結論的得出。
四、教學器材:
調光燈、小燈泡、電池組、滑動變阻器、電流表、電壓表、阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω的電阻各一個、導線數根等。
五、教學過程
(一)設置物理情境進行討論,提出問題。
如圖的電路,你有哪些方法可以改變小燈泡的亮度?小組內討論,然后進行交流。
學生的方法:①改變電源的電壓,②改變定值電阻的阻值③串聯一個滑動變阻器等。
實驗驗證,學生觀察燈的亮度的變化
師:燈時亮時暗說明什么?
生:電路中的電流有大有小。
師:電路中電流的大小由哪些因素決定?
(二)大膽猜想,激活思維
鼓勵學生大膽猜測:你猜電流的大小究竟由哪些因素決定呢?
學生分組討論,教師適當提示。學生聯系已學內容以及剛才的實驗現象,猜想:電流與電壓的大小有關,因為電壓是形成電流的原因;電流與導體的電阻有關,因為電阻對電流有阻礙作用——教師針對學生的回答,給予肯定:最后,根據猜想師生共同得出結論:電路中的電流與電壓、電阻兩者有關:
過渡:到底有怎樣的關系呢?
“創設情景——提出問題——猜想”這兩步引起學生極大的興趣,學生注意力高度集中,急切盼望問題的解決,產生主動探索的動機,
(三)設計實驗
1、課件出示思考題
(1)根據研究電阻大小影響因素的方法,這個問題應采用什么方法研究?
(2)選擇使用哪些器材?
(3)該實驗應分幾步,具體步驟怎樣?
2、學生激烈討論,明確本問題的研究方法:必須設法控制其中一個量不變,才能研究另外兩個物理量之間的變化關系,即控制變量法。
學生討論,提出本實驗必須分兩步來完成:第一步,保持R不變(確定應該用定值電阻而不用燈泡),研究I與U的關系;第二步,保持U不變,研究I與R的關系。對于第一步,改變U(用電壓表測),觀察I(用電流表測量),且電壓的調節可通過:改變電池節數來實現(阻值為R的電阻直接接在電源兩端),或者通過電阻與滑動變阻器串聯,移動變阻器滑片來實現。
師生共同討論:通過改變滑動變阻器的滑片改變電阻兩端的電壓比通過改變電池節數方案要好。
(四)分組合作,深入探究
在此環節中,學生以小組為單位,像科學家那樣興趣盎然地開始按擬定的方案實驗,邊做邊想邊記。教師巡視,注意他們的設計是否合理,儀器使用是否得當,數據記錄是否正確,作個別輔導。
學生在教師的指導下,自覺、主動地和教師、教材、同學、教具相互作用,進行信息交流,自我調節,形成了一種和諧親密、積極參與的教學氣氛和一個思維活躍、鼓勵創新的環境。學生的思維在開放、發散中漲落,在求異、探索中又趨于有序,這培養了學生的獨立操作能力,發展了學生的思維能力、創造能力:
(五)綜合分析,歸納總結
例2、家庭中使用的是交流電,當人體通過交流電的電流達到50mA時,就會導致人體呼吸麻痹、心室顫動。假定某人身體的電阻為2kΩ,算一算,當通過50mA電流時的電壓是多大?
初次應用歐姆定律進行計算的計算題,規范解題的要求。
(七)課堂教學小結與延展:
(1)讓學生回顧本課的探究過程:發現問題——進行猜想——探索研究——得出結論——指導實踐,指明這是研究物理的基本思路;物理教學中應注意滲透科學研究方法,同時也進行學法指導和辯證唯物主義教育。
如何激發學生的學習興趣培養學生的角色意識?筆者主要從電工電子教學實踐中常用的教學方法:啟發討論法、理論實際互換法來闡述如何激發學生學習興趣,聚焦課堂教學。
一、展現個性教學,激發學生興趣
引言是引起學生注意、激發學習興趣、形成學習動機、明確學習目標和建立知識間聯系的教學活動方式。引言運用得恰當是上好一堂課的重要因素之一。
(一)提問——復習法
《電工基礎》是一門理論性強、抽象、不易被學生接受的課程。恰當提問,通過復習的方式便可達到“溫故而知新”的目的,逐步啟發學生,順其自然地引入新課。筆者講授“諧振電路”一課時,有針對性地提出如下一系列問題:RLC串聯電路的電流及電流與電壓之間的相位差的計算方法;電感性負載與電容并聯的電路的總電流及總電流與電壓之間的相位差的計算方法;這兩個電路中的電抗值的變化對電路計算的影響。這樣既復習了已學知識,又為新課打下堅實的基礎。
(二)演示——議論法
職高學生學習能力差、基礎薄弱、形象思維強、抽象思維弱,他們對生動、形象、具體的事物易記住。一邊進行演示實驗,一邊發問,師生通過觀察現象、相互議論引入新課題。這樣可以直觀地激發學生思維,使其得到初步的感性認識。再通過教師講解,能使學生的感性認識和理性認識融為一體。筆者講授《電子技術基礎》的“PN結的單向導電性”、“晶閘管的可控單向導電性”等課時筆者均采用此法。
(三)習題——延伸法
先通過對已掌握的知識點習題的練習,再將知識延伸,把新課的習題布置給學生作為懸念。這樣可將學生的思維引導到新課上來,自然會集中他們的注意力,使得新課的教學很好的開展。筆者在講授《電子技術基礎》課程的“加法、減法運算電路”一節課時,先讓學生們計算“反相、同相比例運算電路”的習題,再通過電路變換要求學生們給出結果,這顯然無法回答。但是對教師提出的問題卻產生了很大的興趣,對新課內容產生了極強的求知欲。
二、運用啟發討論 激活學生思維
“啟發討論法”不同于傳統的“講述法”。它的基本做法是圍繞教材的中心要求,設計一系列互相聯系而又不斷深化的問題,激活學生的思維,組織學生進行分析和討論,引導他們得出正確的結論。并在此基礎上進一步組織學生繼續探討,不斷鞏固和擴大學生的認識,把整個教學過程變成培養他們的分析問題和處理問題的能力的過程。
筆者在講授《電工基礎》課程的“閉合電路的歐姆定律”一節課時,提出“為什么在實際電路中測得的電源電壓值略小于它的電動勢?”一石激起千層浪,激發了學生的興趣和調動他們的積極性。接著抓住要害,深入討論。提出“什么是全電路?”“電荷為什么會沿著回路循環流動?”“在閉合電路中電源內部和外部發生了哪些化學的和物理的過程?”等等一系列的問題,為論證閉合電路的歐姆定律創造條件。最后畫龍點睛,引出結論??上驳脑谔岢觥皬哪芰渴睾愕慕嵌瓤?,非靜電力做功所形成的E和電場力所形成的電勢降落U之間,應該有什么樣的關系”學生即可答出:E=U外部 +U內部,再考慮部分電路的歐姆定律,得到E=IR+Ir。接著繼續深入,提高認識。提出“比較部分電路的歐姆定律和全電路歐姆定律的區別和聯系?”等等,使定律運用到實際生活的問題上來。最后似盡非盡,留有余味。提出“什么是損耗功率?什么是消耗功率?”等等問題,把學生引向另一個新的天地,為新的學習埋下伏筆。
通過運用“啟發討論式”教學方法,有利于學生思維能力的鍛煉和培養,有利于學生牢固的掌握基礎知識,以提高課堂教學的效率。
采用此法教學時要注意幾個問題:①注意對個別學生的輔導;②留出足夠的時間給學生自己歸納小結;③教師要對本課的內容做出適當的總結。
三、互換理論實際 鍛煉學生能力
(一)理論到實際
電子電工專業學科中的許多教學內容是我們日常生活中經常遇到的,只不過學生們沒有正確運用電子電工基礎知識去理解它。因此,在講這些內容時,盡可能與實際生活中的實例聯系起來,讓學生易于理解,學得輕松。在《電工基礎》中講授“電源的端電壓與負載電阻之間的關系”一課時,筆者就結合家中的電燈有時在白天和晚上不一樣亮這一生活實例告訴同學們,負載使用越多,總電流就越大,內阻上消耗的內壓降也會增大。所以,電源的端電壓就會減小,電燈也就會變暗。從而,學生們就能很好地理解電源端電壓與負載之間的關系了。
(二)實際到理論
對日常生活中已經存在的產品進行理論研究,從而可達到既了解社會相關行業的動態又能使自己的理論知識更加鞏固與靈活運用。當然這需要學生要有一定的理論基礎,同時對產品的科技含量要有一個先低后高、對產品的組成要有先簡后繁認識的過程。比如:拿“音樂彩燈控制器”為例,通過演示操作、觀察現象、電路分析等過程,既可把《電子技術基礎》課程已學的“可控硅”章節做一全面的知識總結和滲透,又加深學生的創造欲望,使學生的創造能力得到培養。